一种改进的车轮中心浇注装置及包括其的模具下模技术领域
本发明涉及一种改进的车轮中心浇注系统，主要应用于铝车轮的金属型低压铸造，
也可应用于金属型或非金属型的其它铸造领域。
背景技术
在铝车轮的低压铸造生产过程中，长期以来，人们一直在致力于通过改善模具结
构或加强冷却，以期望提高铸件的品质。然而，对于浇注系统，这个对铸件的品质起
到至关重要的因素，人们却一直没有对其有足够的重视，甚至可以说是一直在忽略这
个因素。事实上，通过改进浇注系统，相对于其它方面的改进，可以以更低的成本，
获得相同的甚至更好的成果，实现更高的效费比。
传统的中心浇注系统如图1所示，其缺点主要有四点：1)浇口套与底模配合面处
容易出现粘铝，严重时，会导致铸件中心孔无法加工干净，造成废品。2)浇口套与底
模配合面的区域过大，造成底模冷却对浇口套的影响较为明显，降低浇注系统对铸件
的补缩能力。3)浇注系统的过流截面太小，最小过流截面的直径只有28mm，严重影
响浇注系统的补缩能力。4)浇注系统的内侧型腔线太复杂，金属液在流经此浇注系统
时，流态至少要经历5次变化，致使流体品质的下降。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种改进的车轮中心浇注装置，从而解决以上的各个
问题。
在本发明的一个方面，提供了一种改进的车轮中心浇注装置，其包括一体式浇口
套浇口杯(202)和过滤网(203)，其特征在于：所述的一体式浇口套浇口杯(202)
从上到下依次包括补缩段Ⅰ(204)、过渡段(205)和升液段(206)；所述的过滤网(203)
位于一体式浇口套浇口杯(202)的顶端；所述的补缩段Ⅰ(204)为沿着从上向下的
方向收缩的，过渡段(205)为内直径为38-42mm高为20-40mm的圆柱形，升液段
(206)为沿着从上向下的方向扩张的。
在本发明优选的方面，所述的过渡段(205)的内直径为40.8mm。
在本发明的另一个方面，还提供了包括前文所述的改进的车轮中心浇注装置的模
具下模，其包括所述的下模(201)和所述的改进的车轮中心浇注装置，所述的一体式
浇口套浇口杯(202)与底模(201)之间为下沉式配合。
在本发明优选的方面，所述的底模(201)上包括上定位面(208)、侧定位面(209)
和底定位面(210)，三个定位面分别将一体式浇口套浇口杯(202)在底模(201)上
定位。
在本发明优选的方面，在所述改进的车轮中心浇注装置的过滤网(203)上方包括
直段区域补缩段Ⅱ(211)。
在本发明优选的方面，上定位面(208)与侧定位面(209)的宽度为2-3mm，底
定位面(210)的宽度为3-5mm。
在本发明优选的方面，在侧定位面(209)与底定位面(210)之间包括避空区域
(212)。
在本发明优选的方面，平台(207)的宽度是1-2mm，并且滤网(203)安装在该
平台(207)处。
在本发明的其他方面，还包括了以下的技术方案：
改进的车轮中心浇注系统，包括底模(201)、一体式浇口套浇口杯(202)、过滤
网(203)。浇口套与底模由传统的配合方式改为下沉式配合，解决配合面粘铝的问题。
在底模上，设计有用以定位浇口套的上定位面(208)、侧定位面(209)与底定位面(210)，
并留有5-7mm长的一直段区域补缩段Ⅱ(211)用以在凝固的最后阶段加强浇注系统
对铸件的补缩。上定位面(208)与侧定位面(209)均控制在2-3mm，底定位面(210)
控制在3-5mm；在侧定位面(209)与底定位面(210)之间设计一避空区域(212)，
以减弱底模冷却对浇注系统的影响。浇口套与浇口杯采用一体式设计，均匀浇注系统
的温度场，有助于对浇注系统内金属液的保温。一体式浇口套浇口杯(202)与底模(201)
装配后，保留有一段1-2mm的平台(207)，用以放置过滤网(203)。过滤网放置从浇
口套内转移到一体式浇口套浇口杯(202)的上端面，可以有效扩大最小过流截面的直
径，提高浇注系统的补缩能力。与传统的中心浇注系统对比，改进后的最小过流截面
直径由28mm增加到了40.8mm。一体式浇口套浇口杯(202)的型腔线采取简化设计，
由补缩段(204)、过渡段(205)与升液段(206)组成，过渡段(205)采取直线设计，
减少流体流态的变化次数，保证流体品质。金属液由升液段(206)上升时，先经历一
段20-40mm长的过渡段(205)，稳定流体的流动状态，而后再进入补缩段(204)对
铸件进行补缩，减少因流体流态不稳而造成的氧化夹渣与卷气缺陷。
在本发明的其他方面，还提供了以下的技术方案：
本发明的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：包括底模(201)、一体式浇口
套浇口杯(202)、过滤网(203)。
按照前文所述的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：底模(201)与一体式浇
口套浇口杯(202)采用下沉式配合设计。
按照前文所述的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：底模(201)由上定位面
(208)、侧定位面(209)、底定位面(210)、避空区域(212)与补缩段Ⅱ(211)组
成。上定位面8与侧定位面9区间控制在2-3mm之间，底定位面10区间控制在3-5mm
之间，直段区域补缩段Ⅱ(211)控制在5-7mm。
按照前文所述的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：一体式浇口套浇口杯(202)
通过上定位面(208)、侧定位面(209)与底定位面(210)进行定位。
按照前文所述的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：一体式浇口套浇口杯(202)
的型腔线补缩段Ⅰ(204)、过渡段(205)与升液段(206)组成。补缩段Ⅰ(204)的
拔模角控制在10°-15°之间，过渡段(205)的长度要确保在20-40mm之间。
按照前文所述的改进的车轮中心浇注系统，其特征在于：过滤网(203)放置于一
体式浇口套浇口杯2的上端面的平台(207)上。平台(207)的宽度控制在1-2mm。
本发明的优点如下：采用下沉式配合设计，解决了配合面粘铝的问题；严格控制
定位面积的大小，并采取避空设计，提高了浇注系统的补缩能力；浇口套与浇口杯采
取一体式设计，均匀温度场，增强了浇注系统对金属液的保温效果；简化了浇注系统
型腔线设计，使流体的流态更稳，保证了流体的品质；浇注系统最小过流截面的直径
明显增加，提高了浇注系统的补缩能力。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中：
图1传统的中心浇注系统；
图2改进的车轮中心浇注系统；以及
图3改进的车轮中心浇注系统局部放大图；
其中：101-传统的底模、102-传统的过滤网、103-传统的浇口套、104-传统的浇口
杯、105-传统的模具中最小过流截面的直径、200-最小过流截面的直径、201-底模、202-
一体式浇口套浇口杯、203-过滤网、204-补缩段Ⅰ、205-过渡段、206-升液段、207-平
台、208-上定位面、209-侧定位面、210-底定位面、211-直段区域补缩段Ⅱ、212-避空
区域。
具体实施方式
实施例1
本发明的改进的车轮中心浇注系统，包括底模1、一体式浇口套浇口杯2、过滤网
3。
按照图纸尺寸，加工出具有7mm的补缩段Ⅱ11、3mm的上定位面8与侧定位面9、
以及5mm的底定位面10的底模1，并加工出避空区域12。因一体式浇口套浇口杯2
选用陶瓷材料，所以只能采用烧结的方式制成或采购符合要求的一体式浇口套浇口杯
2，一体式浇口套浇口杯2必须具备补缩段Ⅰ4、过渡段5、升液段6。为保证铸件的顺
利脱模，补缩段Ⅰ4的拔模角要确保在10°之间；此外，为确保流体流态的稳定，过渡
段5的长度为40mm。此外，要确保一体式浇口套浇口杯2与底模1装配后，要具有
2mm的平台7，用以放置过滤网。将一体式浇口套浇口杯2与底模1按图纸要求进行
装配，完成模具的其它准备工作，即可装机生产。生产过程中，将过滤网放置于平台
7上。
实施例2
将本发明实施例1的装置及模具用于中信戴卡股份有限公司内部设立的非公开研
发车间内进行中试试验。按照实施例1所描述的制作装置及模具4套，并且进行低压
铸造铝合金车轮操作，并且与同一车间传统装置及模具进行比较，结果表明：在为期
1个月的试验生产过程中，实施例1的装置和模具在配合面上出现需要清理的粘铝事
件的次数与同一车间传统装置及模具相比，减少了93.1％，基本上解决了粘铝问题。
同时，由于补缩不完全所导致的缩孔缺陷导致的轮毂报废量减少了72％。仅此一项改
进，如果应用于中信戴卡全球车轮生产平台，将于每年产生经济效益上亿元。
本发明改进的车轮中心浇注系统，不限于本发明内容和具体实施方法所述的内容，
根据本发明内容启发而获得的其他设计方式，均落入本发明的保护范围。